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蝉拟青霉深层发酵及其胞内多糖的结构研究

韦朝阳  
【摘要】:本研究主要探究中药水提物对蝉拟青霉(Paecilomyces cicadae)液体深层发酵的影响,并从菌丝体中提取得到胞内多糖,对其化学结构进行表征。因此,本论文分为以下两部分:1.研究不同中药对蝉拟青霉深层发酵的影响。1)通过分别向培养基中添加不同的中药水提物进行蝉拟青霉液体发酵培养,探究其对蝉拟青霉发酵过程中生物量、胞外和胞内多糖的产量及其活性的影响。结果表明,黄芪、薏苡仁、枸杞的水提物分别对蝉拟青霉生物量、胞外和胞内多糖的合成促进效果最为显著,分别较对照试验提高了135.82%、48.90%、137.18%;而金银花和山楂水提物不利于蝉拟青霉的发酵培养;对于产物活性,结果显示枸杞水提物能同时显著提高蝉拟青霉胞外和胞内多糖对DPPH自由基的清除能力,分别为对照试验的1.17倍和1.38倍。2)综合考虑胞内、胞外多糖产量、菌体生物量和多糖活性后,确定枸杞水提物是最适合蝉拟青霉液体深层发酵的中药成分,其最佳添加量为10g/L。2.对蝉拟青霉胞内多糖的结构进行了研究。1)蝉拟青霉菌丝粉末,经热水提取、醇沉分离、脱蛋白、透析,得到水溶性粗多糖,命名为POPS,提取率为4.2%。再经DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换柱和Sephacryl S-100凝胶层析分离纯化,得到均一多糖组分PCIPS2。2)经高效液相色谱(HPLC)、红外光谱(IR)、甲基化和1D/2D核磁(NMR)分析,发现PCIPS2主要由甘露糖、半乳糖、鼠李糖和葡萄糖组成,摩尔比为48.21:6.89:2.37:1.0,其主链结构为(1→4)连接β-L-Rhap残基和(1→6)连接的α-D-Manp残基,支链为(1→4)连接的α-D-Galp残基和端基α-D-Glcp,并连接在α-D-Manp残基的O-3位。3)多糖的构象采用尺寸排阻色谱与光散射仪、示差检测器和粘度计(SEC-MALLS-IR-VIS)联用测定。结果显示PCIPS2的分子量(Mw)、均方根旋转半径(S2z1/2)、流体力学半径(Rh)和特性黏度([η)分别为3.09×104Da、7.8 nm、3.6 nm和8.5 mL/g。其Mark-Houwink方程和Rh vs Mw关系的指数α、v分别为0.57和0.51,均表明多糖PCIPS2在0.1 M NaNO3溶液中为柔顺链构象。PCIPS2的蠕虫链模型构象参数为单位摩尔围长(ML)=379 nm-1,持续长度(q)=0.74 nm,直径(d)=0.82 nm,该多糖在溶液中的链构象经原子力显微镜(AFM)观测得到了进一步证明。本研究为阐明PCIPS2的构效关系提供了有效的依据。


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